Цифровые камеры это: Цифровой фотоаппарат — Википедия – Цифровая фотокамера — это… Что такое Цифровая фотокамера?

Содержание

Цифровая фотокамера — это… Что такое Цифровая фотокамера?

Цифровой фотоаппарат — устройство, являющееся разновидностью фотоаппарата, в котором светочувствительным материалом является матрица или несколько матриц, состоящая из отдельных пикселей, сигнал с которых представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде.

Fujifilm FinePix S9000

Несмотря на функциональное сходство, цифровые видеоустройства самого разного назначения, такие как камеры видеонаблюдения и веб-камеры, фотоаппаратами обычно не называются, если не позволяют сохранить снимки в самом устройстве или на вставленном в устройство носителе информации.

Классификация

В ряде случаев современная видеозаписывающая аппаратура имеет функции получения статических снимков, а значительная доля устройств, называемых цифровыми фотоаппаратами, умеет осуществлять запись видеоизображения и звука и выводить видеосигнал в телевизионном формате. Поэтому граница между видео- и фотооборудованием в цифровую эпоху в достаточной степени условна и определяется скорее тем, какие задачи ставит оператор, нежели тем, какова функциональная «начинка» камеры.

Цифровые фотоаппараты можно поделить на несколько классов:

Фотоаппараты со встроенной оптикой:
- Компактные ( «мыльница» традиционных размеров). Характеризуются малыми размерами и весом. Малый физический размер матрицы означает низкую чувствительность или высокий уровень шумов. Также этот тип камер обычно отличает отсутствие или недостаточная гибкость ручных настроек экспозиции.
- Сверхкомпактные, миниатюрные. Отличаются не только размерами, но часто и отсутствием видоискателя и экрана.
- Встроенные в другие устройства. Отличаются отсутствием собственных органов управления.
- Псевдозеркальные — внешним видом напоминают зеркальную камеру, а также, как правило, помимо цифрового дисплея, оснащены видоискателем-глазком. Изображение в видоискателе такого аппарата формируется на отдельном цифровом экране, или на поворачивающемся основном экране. Как правило, имеют резьбу на объективе для присоединения насадок и светофильтров (пример — Konica Minolta серия моделей Z).
- Полузеркалка — жаргонный термин, описывающий класс аппаратов, в которых имеется наводка по матовому стеклу через съёмочный объектив, однако нет возможности объектив менять. В таких аппаратах оптическая схема содержит светоделительную призму, которая направляет от 10 до 50 % светового потока на матовое стекло, а остальное передается на матрицу. (примеры — Olympus E-10, E-20)
Камеры со сменной оптикой:

История

Устройство цифрового фотоаппарата

Светочувствительная матрица

Извлечение Canon Powershot A95

Практически все цифровые фотоаппараты используют флэш-память, но есть также фотоаппараты, где используются оптические диски или дискеты в качестве носителя информации. Ряд фотоаппаратов имеют небольшой объем встроенной флеш-памяти, которой хватает для 2-30 снимков. Самые распространенные на сегодняшний день (2008) форматы:

Устаревшие носители информации:

Объём флеш-карт варьируется в (на середину 2008 г) от 512 МБ до 64 ГБ.

Миниатюрная цифровая камера SiPix рядом со спичечной коробкой

Термин «полупрофессиональный цифровой фотоаппарат» («просьюмер» или «просьюмерка» — калька с англ. prosumer от англ. professional и англ. consumer) обычно употребляется по отношению к псевдозеркальным аппаратам, полузеркалкам и ультразумам, но не является содержательным с технической и потребительской точки зрения.

Термином «профессиональные» обычно называют зеркальные или дальномерные фотоаппараты с кроп-фактором не менее K_f=1,6 и обладающим рядом других отличительных особенностей.

Термин «Камера начального уровня» употребляется по отношению к относительно дешёвым моделям какой-либо серии фотоаппаратов, в какой-либо степени урезанным в функциях.

Термин «Ультразум», как правило, означает «мыльницу» с высокократным зум-объективом. Однако с течением времени кратность объектива, с которой начинается «ультра-», меняется. Так, например, называли 8x зумы при сравнении с 6x.

Вообще, многие пользователи не догадываются, что такое «Зум», считая «чем больше — тем лучше», а между тем это — всего лишь отношение максимального к минимальному фокусных расстояний объектива. И сравнивать фотоаппараты нужно как раз по фокусному расстоянию, от которого зависит «угол обзора» — то есть что войдёт в кадр.

Цифровой зум, Цифровое увеличение, Апсамплинг (англ. Upsampling — буквально, повышение детализации) — функция многих цифровых аппаратов, при использовании которой выбирается центральная часть снимка и увеличивается до размеров стандартного в данном аппарате кадра. Реальное число деталей при этом не увеличивается, и практический смысл в этой функции отсутствует. Однако, величина «цифрового зума» используется, особенно будучи перемноженной с величиной оптического зума (при этом возникают такие крупные значения зума, как 400x или 500x), как важный для покупателя параметр «крутости» камеры. Опытный фотограф использует программы редактирования изображений для получения аналогичного результата, но с гораздо более контролируемым качеством.

Однако «цифровой зум» оказывается полезен при видеосъёмке, если требуется высокая оперативность получения результата и нет времени на обработку изображения.

Мегапиксель — в мегапикселях измеряется одна из важных характеристик цифрового фотоаппарата — разрешение матрицы. Маркетинг, однако, преувеличивает его значение, и «прогресс» в области цифровых фотоаппаратов в сознании покупателя связан с ростом числа мегапикселей.

Примечания

↑ Практически все аппараты, использующие SD карты, могут использовать и MMC карты.

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

виды и типы, как они работают и как выбрать цифровой фотоаппарат?

Впервые фотоаппарат, в котором для записи изображения вместо фотохимического принципа был использован фотоэлектрический, представила в 1975 году компания Kodak. Следующим шагом в развитии цифровых фотокамер стали так называемые видеофотоаппараты на основе видеокамеры, способной делать аналоговую запись неподвижного изображения на видеокассету. К сожалению, качество такой записи очень сильно ограничивалось телевизионными стандартами, и к тому же аналоговый способ в процессе обработки и передачи информации давал огромное количество искажений. Только с появлением цифровых технологий новый способ фотографирования обрел реальные перспективы.

Устройство цифрового фотоаппарата

С 1988 года, когда появился первый цифровой аппарат для широкого потребителя, прошло ровно 30 лет. За это время цифровые фотокамеры усовершенствовались и стали настолько популярными, что на сегодня, пожалуй, только истинные фанатики пленочных фотоаппаратов отказываются от их использования. В немалой степени это связано и с распространением цифровых технологий — персональных компьютеров и фотопечати, позволяющих из файлов быстро тиражировать фотографии высочайшего качества без утомительной возни с реактивами в темной комнате. Еще один важный фактор успешности цифровых фотокамер — возможность контроля качества фотоснимка непосредственно на дисплее фотоаппарата в момент съемки, что сводит к минимуму процент испорченных кадров.

И тем не менее главный принцип действия цифровой фотокамеры почти ничем не отличается от классической аналоговой. Основой конструкции все так же является светонепроницаемая камера, с одной стороны которой располагается объектив. После того как фотограф нажимает спусковую кнопку, открывается затвор, свет поступает внутрь камеры и формирует на матрице картинку — происходит фотографирование. Но в отличие от пленочного фотоаппарата в цифровом вместо фотохимического сохранения изображения используется фотоэлектрический способ, суть которого состоит в преобразовании светового потока в электрический сигнал и последующей записи его на носитель информации.

Ключевыми «узлами» цифрового фотоаппарата являются матрица, объектив (оптическая система и диафрагма), видоискатель, затвор и — у зеркальных моделей — пентапризма и зеркала. Именно эти элементы непосредственно участвуют в процессе получения изображения, но не менее важными для полноценного функционирования камеры являются и карта памяти, аккумуляторные батареи, вспышка, датчики, дисплей.

Итак, рассмотрим подробнее важные характеристики основных конструктивных элементов.

Матрица

Это сердце фотокамеры — объединение светочувствительных элементов, отвечающее за преобразование энергии света в электрический заряд, то есть переводящее оптическое изображение в цифровые данные, которые затем последовательно поступают в преобразователь, процессор и на карту памяти.

Основными (и очень важными для пользователя) характеристиками любой матрицы являются:

Разрешение и площадь — размер и количество в ней светочувствительных элементов, измеряемое в мегапикселях. При одинаковых технологиях и условиях съемки чем больше матрица и при этом чем выше плотность размещения в ней светодиодов, тем точнее и полнее будет полученная информация о сфотографированном объекте.

Светочувствительность (ISOЭто параметр, который определяет уровень чувствительности матрицы и пленки фотоаппарата к свету.) — ее большие значения позволяют проводить съемку в условиях слабой освещенности: в ночное время или в темном помещении. Однако увеличение чувствительности может сопровождаться и возрастанием шумов на изображении.
Тип матрицы. Их существует несколько. ПЗС (аббревиатура от «прибор с зарядовой сетью»), или CCD-матрица (от английского charge-coupled device), — достаточно дешевая в производстве матрица на базе аналоговой интегральной микросхемы на светочувствительных кремниевых фотодиодах и использующая технологию ПЗС. Выпускается большинством производителей для бюджетных моделей фотоаппаратов.
КМОП, или CMOS-матрица, имеет в своей основе технологию КМОП (комплементарная структура металл-оксид-полупроводника; или английская аббревиатура CMOS — complementary metal-oxide-semiconductor) — набор полупроводниковых технологий построения интегральных микросхем и соответствующая ей схемотехника микросхем.

В каждом пикселе матрицы под его сенсорной поверхностью находится особый усилитель сигнала, несколько ускорителей и преобразователей, которые отвечают за передачу цифрового сигнала в процессор. Важнейшей особенностью КМОП является считывание информации не с каждой ячейки матрицы по очереди, а одновременное прогрессивное полнокадровое. Оно происходит индивидуально, не нуждаясь в накоплении заряда от соседних элементов, что дает возможность зонального шумоподавления и считывания. Вся информация собирается в общую картинку уже непосредственно в процессоре.

К сведению
В 2009 году компания Sony выпустила матрицы по технологии Exmor: с задней подсветкой и втрое уменьшенным рабочим отрезком от пиксела до микролинзы. В таких матрицах ничто не препятствует проходу светового луча, а микролинзы плавно переходят одна в другую. За счет того, что аналоговый сигнал немедленно преобразуется в цифровой в каждом пикселе, полностью отсутствует нагрев.

Live-MOS-матрицы — торговое название CMOS-матриц от корпорации Matsushita Electric, они используются в таких камерах, как Panasonic и Olympus. Путем оптимизации ПЗС были уменьшены потери электронов при регистровой передаче. Это дало возможность прогрессивного сканирования изображения, но при этом сигнал от сенсора в процессор идет аналоговый, а не цифровой. Матрицы этого типа имеют функцию визирования по экрану, в режиме Live View, и поэтому более востребованы для видеосъемки, нежели для фотографии.

К важным параметрам также относится площадь матрицы: чем она больше, тем больше может быть размер каждого пикселя, а значит, тем выше светочувствительность матрицы и ее цветопередача. В бюджетных моделях обычно стоят матрицы формата 4×5,4 мм, в более дорогостоящих моделях — 18×13,5 мм. Самые крупные полнокадровые размера 36×24 мм и среднеформатные размера 60×45 мм используются обычно в дорогих профессиональных фотоаппаратах.

Объектив

Это оптическая система, состоящая из нескольких линз, расположенных внутри оправы. Линзы могут быть стеклянными или даже пластиковыми (в недорогих моделях). Проходящий сквозь линзы световой поток преломляется и формирует на матрице изображение. Чем лучше объектив, тем более четкие и качественные снимки делает фотоаппарат. Главными характеристиками объектива являются:

Светосила — параметр оптики, показывающий соотношение между освещенностью изображения, получаемого на матрице с помощью оптической системы, и яркостью самого отображаемого объекта.
Фокусное расстояние — расстояние от оптического центра самого объектива (в мм) до точки фокусировки на матрице. От фокусного расстояния зависит угол обзора фотокамеры и размеры получаемого снимка.
Зум — способность объектива приближать удаленные объекты; определяется соотношением минимального и максимального фокусного расстояния.

В системных камерах со сменной оптикой одним из значимых параметров также является стандарт байонета — соединения, с помощью которого объективы крепятся к корпусу.

Диафрагма

Это механизм, отвечающий за регулирование потока света, который попадает на матрицу фотокамеры. Находится диафрагма между линзами объектива. Диафрагма объектива — это непрозрачная перегородка с круглым отверстием переменного диаметра, центр которого совпадает с оптической осью. Наиболее распространена так называемая ирисовая («радужная») диафрагма, состоящая из нескольких поворотных ламелей (от 2 до 20), которые приводятся в движение вращающимся кольцом на оправе объектива. Величина сдвига этих лепестков относительно базового положения определяет размер образующегося отверстия, которое может быть круглым при полном открытии и многоугольным при частичном открытии. Благодаря этому изменяется количество поступающего на матрицу света. От диаметра отверстия зависит глубина резкости изображаемого пространства (ГРИП), при этом чем размер отверстия меньше, тем она больше. В профессиональной оптике обычно стоят многолепестковые диафрагмы (7–11 лепестков).

Видоискатель

Это вспомогательное устройство, с помощью которого фотограф наблюдает за объектом съемки и определяет границы будущего кадра. Некоторые типы видоискателей могут быть использованы и для контроля качества изображения, например фокусировки. В современных цифровых камерах используются оптические и электронные видоискатели, в некоторых камерах роль видоискателя выполняет только ЖК-монитор.

Типы цифровых камер

Для рядового потребителя, однако, скорее важен не принцип работы цифрового фотоаппарата, а его тип. Тем более что на рынке их присутствует несколько, каждый со своими преимуществами и недостатками, и очень сложно понять, какая же именно камера идеально подойдет в том или ином случае. Итак, что же нам предлагают производители?

Компактные фотоаппараты

Это давно и хорошо всем известные «мыльницы», имеющие небольшие габариты и вес, несменный объектив и не слишком чувствительный сенсор, а также у них отсутствует видоискатель (в большинстве моделей).

Малый размер — это первое и, пожалуй, главное преимущество компактной фотокамеры. Но именно из-за него страдают другие характеристики компактов. Чаще всего эти фотоаппараты оснащены оптикой, изготовленной из специального оптического пластика, который все же не может конкурировать со стеклянными аналогами, что сказывается на качестве снимков. По-настоящему хорошие фотографии на компакте можно сделать только при ярком дневном свете. Еще один недостаток — это низкая скорость. После включения камеры нужно еще несколько секунд жать ее пробуждения. Среднестатистический компакт способен сделать на одной зарядке только около двухсот снимков.

Но тем не менее для бытового использования компактные фотоаппараты вполне подходят. Более того, из-за отсутствия ручных настроек и долгой фокусировки все снимки делаются буквально одним нажатием кнопки. Производители обычно предусматривают в компактах несколько режимов автоматической съемки с необходимыми характеристиками. Практически во всех популярных моделях есть зум, дающий возможность настроить фокусное расстояние.

Компактные фотоаппараты при этом — тот тип фототехники, который больше всего пострадал от вторжения смартфонов. Конечно, камеры мобильных телефонов не способны сравниться по качеству даже с самыми простыми фотоаппаратами, но для публикации в соцсетях высокое качество фотографий большинству пользователей абсолютно не важно. К тому же мало кто захочет постоянно носить с собой несколько устройств, одно из которых явно проигрывает в скорости подключения к интернету.

Зеркальные цифровые камеры

Цифровой зеркальный фотоаппарат остается весьма популярным среди профессиональных фотографов. Частично это объясняется его универсальностью: он хорош для съемки как подвижных объектов, так и статичных сцен.

Главная особенность зеркальной камеры — наличие у нее зеркального оптического видоискателя, съемного объектива и матрицы с высоким разрешением. В зеркальной камере изображение через сложную систему стеклянной оптики отражается в расположенном под углом 45° к видоискателю зеркале. Фотограф в итоге видит практически ту же картинку, которая получится на готовой фотографии. Перед открытием затвора камеры зеркало поднимается, делая видоискатель черным и позволяя свету падать непосредственно на матрицу, а после экспонирования оно возвращается в прежнее положение. При этом между срабатыванием затвора и нажатием кнопки проходит меньше секунды, что дает возможность снимать движущиеся объекты и делать серийную съемку.

Кроме того, все зеркалки оснащены матрицами с высоким разрешением, а некоторые продвинутые модели имеют и полноразмерные сенсоры. Среди преимуществ зеркальных камер — высочайшее качество изображения, экономное энергопотребление, скорость, возможность контролировать глубину резкости и снимать в формате RAW. Однако для непрофессионалов зеркальная камера может оказаться не слишком удобной. Во-первых, габариты даже у самых простеньких камер весьма внушительные. К тому же к тяжелому корпусу прибавляется и набор объективов, что делает зеркалку еще более громоздкой и вызывает необходимость покупки специального кейса для хранения и переноски аппаратуры. В некоторых случаях его общий вес может составить до 15 кг. Во-вторых, с ручными настройками съемки может справиться далеко не каждый любитель. Без подготовки снимать зеркалкой значительно сложнее, чем компактом. И, в-третьих, цена зеркальных камер намного выше, чем компактных фотоаппаратов.

Беззеркальные фотоаппараты

Движимые стремлением объединить высокое качество изображения зеркалок с малыми габаритами компактных фотоаппаратов, производители представили на суд пользователей беззеркальные полнокадровые фотокамеры. По принципу работы они ближе к зеркальным, но в них отсутствуют подвижное зеркало и пентапризма, что дает возможность значительно уменьшить габариты. Такие камеры весьма компактны, их легко носить с собой. Управление у беззеркальных фотоаппаратов более простое, чем у зеркалок, но при этом они имеют множество встроенных функций, расширяющих возможности.

В беззеркальных камерах разработчики заменили оптический видоискатель на электронный, дополнив его ЖК-дисплеем. Нужно заметить, что качества снимков это никак не снижает, поскольку в большинстве беззеркальных камер стоит матрица с высоким разрешением, а в моделях последних лет — полнокадровая, как у Sony A7.

Производители снабдили беззеркалки сменной оптикой. Как правило, выбор объективов для беззеркальных камер достаточно широк, а кроме того, некоторые объективы для зеркалок также можно установить и на беззеркалки через специальный переходник.

Некоторое неудобство представляет быстрый расход батареи, поскольку и сенсор, и электронный видоискатель в беззеркальной камере работают постоянно. Но, возможно, в будущем появятся более емкие аккумуляторы, что сделает беззеркальные камеры пригодными к длительной работе в полевых условиях.

Какой цифровой фотоаппарат выбрать?

А чем еще нужно руководствоваться при выборе фотоаппарата, кроме его типа и особенностей конструкции?

Для начала стоит понять, для чего именно вам нужна фотокамера: для любительской семейной фотохроники, для отчетов о путешествиях в соцсетях или вы решили стать бердвотчером и посвятить себя фотографированию птиц в естественных условиях их обитания? Для каждого из этих случаев вам, скорее всего, потребуется камера с определенными характеристиками, так что исходить нужно из потребностей и финансовых возможностей. Кстати, специалисты рекомендуют начинающим приобретать устройства попроще, а с повышением навыков и при наличии желания — переходить на более совершенные и сложные модели.

Любителям

Для непрофессионалов, которые делают первые шаги в фотографии и не планируют слишком много времени ей уделять, идеально подойдет компактная камера. Ее будет вполне достаточно для получения отличных снимков с дней рождения, детских праздников, других значимых мероприятий. Для самых первых снимков можно использовать предустановленный автоматический режим, а если со временем захочется большего, всегда можно изучить настройки и обнаружить там еще несколько режимов для разных условий съемки. Из конкретных моделей начинающим можно порекомендовать недорогие Sony Cyber-shot DSC-WX35, Canon PowerShot SX620 HS или более дорогую, но продвинутую модель 2018 года Sony RX100 VI.

Любителям путешествий и фотоблогерам

Тем, кому недостаточно качества компактных фотокамер, идеально подойдет системная беззеркалка, поскольку фотоаппарат для путешествий не должен быть тяжелым и громоздким, ведь, скорее всего, с ним придется много ходить.

Конечно, камеры этой категории несколько дороже, чем компакты, так ведь и качество съемки у них несравнимо выше. Но учтите, что вы должны запастись несколькими аккумуляторами, иначе заряжать беззеркалку при интенсивном использовании придется довольно часто.

Желательно выбирать камеру с видоискателем: на ярком солнце практически невозможно разглядеть изображение на встроенном дисплее. А если вы планируете снимать из окна автомобиля, выбирайте камеру с хорошим стабилизатором изображения. Иначе кадры получатся смазанными. Рекомендации: Sony A6000, Fujifilm X-T100, Olympus PEN E-PL9.

Профессионалам

Большинство профессиональных фотографов предпочитают пользоваться зеркальными фотоаппаратами, поскольку до последнего времени только они были способны обеспечить необходимое качество снимков. Главные козыри зеркалок — большая матрица и возможность замены объектива, но сегодня появились беззеркальные модели, полностью отвечающие потребностям профессионалов. Однако стоит помнить, что такая техника требует немалых финансовых затрат. Рекомендации: беззеркальные полнокадровые камеры Sony A7 III, Sony A9, Canon EOS R, Nikon Z.

Выбор фотокамеры — дело сугубо личное для каждого пользователя. Ведь, увы, пока не существует модели, которая подойдет всем без исключения. Однако производители пытаются если не полностью, то хотя бы в какой-то мере создать камеру, соответствующую чаяниям различных категорий поклонников фотоискусства.

Цифровой зеркальный фотоаппарат — Википедия

Цифровой зеркальный фотоаппарат, DSLR (англ. Digital single-lens reflex camera) — цифровой фотоаппарат, построенный на основе принципа однообъективной зеркальной камеры, использовавшегося в плёночной фотографии. Понятие цифрового зеркального фотоаппарата подразумевает однообъективную схему, поскольку двухобъективная в цифровой фотографии широкого применения не нашла.

Попытки создать портативные электронные устройства для записи неподвижных изображений начались сразу же после изобретения Уиллардом Бойлом и Джорджем Смитом прибора с зарядовой связью в 1969 году^[1]. Однако, первые зеркальные видеофотоаппараты (англ. Still Video Camera), такие как «Sony Mavica» 1981 года, «Canon RC-701» и «Nikon Still Video Camera 1», появившиеся в 1986 году, не были цифровыми, поскольку основаны на аналоговой записи изображения в одном из стандартов цветного телевидения^[2]^[3].

Первой зеркальной цифровой фотокамерой можно считать гибридное устройство «Electro-Optic Camera», спроектированное электронным подразделением «Kodak» по заказу правительства США с использованием профессионального фотоаппарата Canon New F-1^[4]^[5]. Основой стала созданная «Кодаком» чёрно-белая ПЗС-матрица «M1», разрешение которой впервые превысило 1 мегапиксель^[6]. Она размещалась в блоке, закрепляемом на съёмной задней крышке фотоаппарата, единственный экземпляр которого выпущен в 1988 году и эксплуатировался военными. В дальнейшем созданы ещё две подобные камеры «Tactic Camera» для оборонных задач^[4].

Полученные гибриды оказались слишком громоздкими и неудобными, и следующим этапом через год стала разработка проектов «IRIS» для фотожурналистов и «Hawkeye II» для военных^[7]. Оба прототипа создавались на основе зеркального фотоаппарата «Nikon F3», но чёрно-белый «IRIS» не нашёл спроса на рынке новостной фотографии. Часть военных приставок комплектовалась новой матрицей «М3» с фильтром Байера, ставшей первой цветной матрицей с разрешением более 1 мегапикселя^[6]. Она же стала основой для первого коммерчески успешного и серийно выпускаемого цифрового гибрида «Kodak DCS 100», также собранного вокруг фотоаппарата «Nikon F3 HP». Гибрид, выпущенный в 1991 году, состоял из цифрового задника с ПЗС-матрицей, подключённого кабелем к внешнему блоку, носимому на плече^[6]. Внешний блок DSU (англ. Digital Storage Unit) содержал 3,5-дюймовый жёсткий диск ёмкостью 200 мегабайт, на который записывались снимки, формируемые приставкой к фотоаппарату. При этом задник мог быть отстыкован и фотоаппарат вновь становился пригодным для съёмки на плёнку. Устройство стало первым, ориентированным на совместную работу с компьютером, а не видеомагнитофоном, как это было в большинстве предыдущих разработок других производителей^[8].

Перечисленные гибриды создавались гражданским (англ. Professional Photography Division) и оборонным (англ. Federal Systems Division) подразделениями «Kodak» независимо от «Никона», выпустившего совместно с NASA цифровой «Nikon F4 ESC NASA» с задником, оснащённым чёрно-белой матрицей в 1 мегапиксель^[6]. Дальнейшие разработки были сосредоточены в компаниях Fujifilm, Sony и гражданском секторе компании «Kodak», с 1994 до 1998 года выпустившей более компактные устройства серии DCS, стыкующиеся с фотоаппаратами «Nikon F801», «Nikon F90» и «Canon EOS-1N»^[9]. Все эти разработки стали промежуточным этапом перед созданием полноценных цифровых зеркальных фотоаппаратов неразъёмной конструкции. К началу 2000-х годов Canon и Nikon создали профессиональные линейки фотоаппаратов «Canon EOS-1D» и «Nikon D1», основой при проектировании которых послужили предыдущие опыты с гибридными камерами. Возможность замены плёнки цифровым задником с матрицей осталась только в среднеформатных зеркальных фотоаппаратах, предназначенных для студийной съёмки.

Появление цифровых зеркальных фотоаппаратов потребительского уровня можно отнести к концу 2003 года, когда начались массовые продажи камеры «Canon EOS 300D», стоимость которой впервые оказалась ниже символической границы в 1000 долларов^[10]^[11]. Все предыдущие образцы, стоившие первоначально в диапазоне от 5 до 20 тысяч долларов, можно отнести только к профессиональному сектору рынка. С началом продаж для массовой публики цифровые зеркальные фотоаппараты начали бурно развиваться, повышая разрешающую способность матриц, их размеры и скорость обработки данных. Постепенно качество цифровой фотографии оказалось сопоставимым с классической плёночной, а персональные компьютеры стали доступны массовому покупателю. С середины 2000-х годов цифровая аппаратура практически полностью вытеснила плёночные аналоги, прежде всего в сфере фотожурналистики, традиционно ориентированной на зеркальный видоискатель. В любительской фотографии с начала 2010-х годов зеркальный видоискатель начал вытесняться беззеркальными фотоаппаратами со сменной оптикой, а также камерафонами^[12]^[13]. Так, если в 2012 году в мире продано более 16 миллионов цифровых зеркальных фотоаппаратов, к 2017-му эта цифра снизилась более, чем вдвое, составив 7,5 миллионов^[14].

Главными достоинствами зеркальных фотоаппаратов по сравнению с другими типами цифровой аппаратуры считается возможность использования сменной оптики, дающей такое же изображение как на плёночных аналогах, и матрица относительно больших размеров, обеспечивающая высокое качество цифрового изображения^[15]. Совершенствование электронных технологий визирования сводит к минимуму главное преимущество зеркальной схемы: наличие беспараллаксного оптического видоискателя, дающего изображение, идентичное получаемому в фокальной плоскости.

Фазовый автофокус[править | править код]

Главным преимуществом зеркальных фотоаппаратов, по сравнению с беззеркальными считается возможность использования фазового автофокуса. Это наиболее быстрая и точная технология из всех существующих, однако для её работы необходимо наличие оптического тракта, направляющего свет от объектива на отдельный датчик. Такой принцип легко осуществим в однообъективных зеркальных фотоаппаратах при помощи основного и вспомогательного зеркал, но сопряжён с большими сложностями в беззеркальных конструкциях, производящих автофокусировку непосредственно по изображению, формируемому матрицей^[16]. При этом используется сравнение его контраста при разных положениях объектива. Для повышения скорости фокусировки беззеркальных фотоаппаратов некоторые производители интегрируют фазовые датчики непосредственно в светочувствительную матрицу, но быстродействие автофокуса зеркальных фотоаппаратов до сих пор остаётся непревзойдённым^[17]^[18].

Использование варианта зеркальной схемы с неподвижным полупрозрачным зеркалом позволяет применять фазовый принцип автофокуса в режиме «Live View», в том числе при видеозаписи, но при этом необходимо тщательное поддержание чистоты дополнительной оптической поверхности, не защищённой, в отличие от матрицы, даже затвором от пыли и загрязнений^[19]. Кроме того, наличие полупрозрачного зеркала снижает светосилу всей системы и уменьшает яркость изображения в видоискателе. По такой схеме построена линейка фотоаппаратов Sony Alpha SLT.

В 2015 году Sony предложила ряд технологий, позволяющих реализовать в беззеркальных аппаратах быстрый гибридный автофокус, использующий ряд специальных микролинз и выделенные пиксели по принципу, сходному с фазовым автофокусом^[20]^[21].

Размер матрицы[править | править код]

Светочувствительные матрицы, устанавливаемые в цифровых зеркальных камерах, значительно превосходят по физическим размерам сенсоры компактных фотоаппаратов^[22]^[23]. Большой кадр позволяет использовать элементарные фотодиоды увеличенных размеров при том же их количестве, определяющем разрешение. В результате возрастает качество изображения: снижаются шумы при тех же значениях светочувствительности, и расширяется динамический диапазон^[24]. Матрица типичной цифровой зеркальной камеры потребительского класса имеет формат APS-C (22×15 мм), однако наблюдается тенденция увеличения сенсора до полнокадрового (Canon EOS 6D, Sony A99)^[25].

Матрицы профессиональных фотокамер несколько больше — формата APS-H (серия Canon EOS-1D), но могут достигать размеров «классического» малоформатного кадра размером 24×36 мм (Canon EOS 5D Mark III, Canon EOS-1D X Mark II, Nikon D5) и даже превосходить его (Leica S2, Mamiya 645D или Hasselblad HxD-серий), что позволяет добиваться отличной цветопередачи и отношения сигнал/шум. Размер матриц компактных цифровых камер, как правило, не превышает 7,2×5,3 мм (формат 1/1,8″) и в большинстве своём составляет 4,5×3,4 мм (формат 1/3,2″), давая площадь в 56,5 раз меньше, чем малоформатный «полный» кадр (864 и 15,3 квадратных миллиметров соответственно)^[26]. Приемлемый уровень шумов и качество изображения такие матрицы могут обеспечить только при минимальных значениях ISO и ярком освещении.

В то же время, небольшие матрицы позволяют конструировать более компактную и лёгкую оптику с большой светосилой. Так, кратность и светосила зум-объективов компактных камер обычно недостижимы для оптики, рассчитанной на малоформатную матрицу или плёночный кадр, а также связаны с многократным удорожанием. Телеобъективы, предназначенные для небольшого размера кадра, также гораздо компактнее и светосильнее крупноформатных аналогов. Это преимущество миниатюрных матриц используется в псевдозеркальных цифровых фотоаппаратах, обычно оснащаемых несъёмным компактным «суперзумом» большой кратности, перекрывающей значительную часть диапазона фокусных расстояний, используемых в повседневной практике съёмки^[27]. Такие фотоаппараты, более дешёвые, чем зеркальные, занимают существенную часть рынка аппаратуры для фотолюбителей, вытесняя более сложные в обращении DSLR. Кроме того, несъёмная конструкция объектива исключает попадание пыли и загрязнений на поверхность матрицы, неизбежное в зеркальных фотоаппаратах со сменной оптикой.

Характер изображения[править | править код]

Несмотря на важность физических характеристик матриц большого размера, более существенным преимуществом зеркальной аппаратуры считается характер изображения, создаваемого объективами от малоформатных фотоаппаратов. Фотообъективы обладают относительно большими фокусными расстояниями по сравнению с оптикой видеокамер и компактных фотоаппаратов. В результате, при тех же углах поля зрения и относительных отверстиях, глубина резко изображаемого пространства получаемого изображения значительно меньше, чем в миниатюрных форматах, что предоставляет возможность использования традиционных в профессиональной фотографии приёмов, позволяющих подчеркнуть глубину пространства и отделить основной объект съёмки от фона.

Ещё одним важным обстоятельством считается принципиально более высокое качество оптического изображения, напрямую зависящее от физического размера кадра вследствие дифракционного ограничения любых оптических систем^[24]^[28]. Другими словами, как и в плёночной фотографии, качество напрямую связано с размером кадра, независимо от разрешения светочувствительного элемента. По этим причинам максимальная детализация достижима в современной цифровой фотографии только при помощи цифровых задников среднего формата или зеркальных фотоаппаратов с полнокадровой матрицей.

В то же время, появление нового класса беззеркальных фотоаппаратов в конце 2000-х годов, разрушило монополию «зеркалок» на матрицу большого размера^[29]^[30]. Некоторые типы таких фотоаппаратов оснащаются матрицами размера Микро 4:3 и APS-C, а вскоре после них появилась «Sony A7», с полнокадровой матрицей^[16].

Оптический видоискатель[править | править код]

Принципиальным отличием цифровых зеркальных фотоаппаратов от остальных типов цифровых камер является зеркальный видоискатель, который считается наиболее совершенным из всех оптических и обладает такими преимуществами, как полное отсутствие параллакса, возможность визуальной оценки глубины резкости и точное совпадение границ кадра с полем зрения любых сменных объективов, в том числе зумов^[31]. Кроме того, это единственный тип оптического визира, пригодный для съёмки через оптические приборы, макросъёмки и использования специальной оптики, в том числе шифт-объективов^[32]. В отличие от дальномерных фотоаппаратов, точность ручной и автоматической фокусировки с помощью зеркального видоискателя не зависит от фокусного расстояния объектива^[33]^[34]. По сравнению с компактными цифровыми фотоаппаратами зеркальные обеспечивают более высокое быстродействие и удобство управления изображением, видимым без электронного преобразования со всеми оптическими нюансами.

К недостаткам зеркального видоискателя можно отнести его громоздкость и сложность, особенно заметные в сравнении с новейшими беззеркальными камерами^[30]. Кроме того, наличие подвижного зеркала затрудняет конструирование короткофокусной оптики из-за необходимости удлинения заднего отрезка. Ретрофокусная конструкция широкоугольных объективов для зеркальных камер считается менее совершенной, чем симметричная, используемая во всех остальных типах аппаратуры. Быстрое движение зеркала непосредственно перед съёмкой приводит к вибрациям, недопустимым в момент экспозиции^[34]. Сложность фокусировочного тракта и наличие дополнительных оптических элементов высокой точности, таких как пентапризма и фокусировочный экран приводят к удорожанию всей конструкции^[30]. Взаимное расположение элементов видоискателя и модуля автофокуса требует точной юстировки, от которой зависит корректность ручной и автоматической фокусировки. Ещё одним недостатком зеркального видоискателя является ограничение максимальной частоты серийной съёмки за счёт инерционности зеркала и его приводов^[17].

В то же время, электронный видоискатель беззеркальных цифровых камер обладает теми же достоинствами, что и зеркальный, отображая будущий снимок на жидкокристаллическом дисплее. Традиционные недостатки такого видоискателя — перегрев фотоматрицы с ухудшением изображения, невысокое разрешение дисплея и его возможная засветка ярким освещением — к началу 2010-х годов преодолены за счёт многократно улучшившихся характеристик фотоматриц, TFT-экранов и их удешевления. А использование электронного видоискателя окулярного типа предотвращает засветку и приближает технологию съёмки к традиционной «зеркальной». Запаздывание электронного изображения, заметное на первых моделях компактной аппаратуры, с повышением быстродействия процессоров сведено практически к нулю^[14]. В то же время, задержка срабатывания затвора современных беззеркальных фотоаппаратов сопоставима с зеркальными, у которых этот параметр также превышает показатели дальномерных и шкальных камер из-за наличия подвижного зеркала. Такое достоинство оптического видоискателя, как энергонезависимость, в цифровых устройствах второстепенно, однако значительно снижает энергопотребление, особенно в режиме ожидания.

Режим Live View[править | править код]

Использование электронного видоискателя в цифровых зеркальных фотоаппаратах классической конструкции невозможно из-за того, что светочувствительная матрица во время визирования закрыта затвором и зеркалом, обеспечивающим работу оптического визира. В январе 2006 года компания Olympus представила зеркальную камеру E-330, в которой впервые реализована возможность кадрирования по изображению, получаемому не с дополнительной матрицы, размещённой в оптическом тракте видоискателя, а с основной^[35]. Для этого фотоаппарат переводится в режим, получивший торговое название «Live View». В этом режиме визирование осуществляется при поднятом зеркале и открытом затворе так же, как во всех других типах цифровой аппаратуры. Оптический видоискатель в этом случае не работает, поскольку закрыт поднятым зеркалом^{[* 1]}. Непосредственно перед съёмкой затвор закрывается и затем производит одну или несколько экспозиций, в зависимости от установленного режима протяжки. Зеркало остаётся поднятым до тех пор, пока не выключен режим «Live View».

Наличие такого режима позволяет повысить удобство визирования, в том числе с помощью поворотного дисплея, и делает зеркальный фотоаппарат пригодным для видеосъёмки. Кроме того, становится доступным ещё одно достоинство электронного видоискателя: дистанционное визирование на экране компьютера^[36]. Самые современные модели могут выводить изображение на экран внешнего смартфона, подсоединяемого по беспроводным протоколам^[37]. Однако, при включении режима резко возрастает энергопотребление и разогрев матрицы, а также теряется большинство преимуществ оптического видоискателя перед электронным, прежде всего — фазовый автофокус. В первых устройствах, например, Canon EOS 5D Mark II, при включении режима автофокусировка была вообще невозможна, поскольку при поднятом зеркале свет не доходит до датчика. В последующих моделях этот недостаток устранён за счёт использования контрастного автофокуса, но его быстродействие значительно ниже, чем фазового, работающего в стандартных режимах съёмки. Кроме того, штатный TTL-экспонометр оказывается неработоспособным из-за того, что его сенсор перекрыт поднятым зеркалом. В этом случае включается альтернативный замер непосредственно матрицей. В настоящее время (2018 год) наличие технологии «Live View» считается обязательным не только в зеркальной аппаратуре потребительского класса, но и в профессиональной^[38].

Сменная оптика[править | править код]

Возможность использовать сменную оптику без ограничений, доступность макросъёмки, а также специальных видов съёмок через оптические приборы, такие как микроскоп, телескоп или эндоскоп — основные факторы, способствующие популярности цифровых однообъективных зеркальных камер, пригодных для любых прикладных задач^[34].

Поскольку конструкция большинства цифровых зеркальных фотоаппаратов основана на плёночных прототипах, используются те же объективы и стандарты их крепления, с учётом кроп-фактора из-за малого размера матрицы. Для компенсации условного «удлинения» фокусного расстояния, основные производители разработали новые стандарты, совместимые с предыдущими: например, Canon запустил новую линейку фотоаппаратов и объективов стандарта EF-S, основанную на плёночном Canon EF. Новый байонет без ограничений принимает оптику старого стандарта, но обратная совместимость ограничена, особенно для короткофокусной оптики из-за её укороченного заднего отрезка^[39]. Аналогичным образом устроен стандарт Nikon DX, за исключением заднего отрезка, оставшегося неизменным^[40]. Кроме того, новые объективы могут содержать усовершенствованные электронные схемы (электромагнитная прыгающая диафрагма, оптический стабилизатор и т. д.), которые не работоспособны со старыми камерами. Большая часть такой оптики имеет уменьшенное поле изображения объектива, рассчитанное на маленькую матрицу, и их установка на полнокадровую камеру приводит к виньетированию по углам кадра.

↑ В «Olympus E-330» и некоторых других фотоаппаратах стандарта 4:3 кроме визирования по дисплею при поднятом зеркале возможно наблюдение изображения на экране в специальном режиме, когда видеосигнал формируется дополнительной матрицей, расположенной в оптическом тракте. При этом зеркальный видоискатель и фазовый автофокус остаются работоспособными

Фомин А. В. Глава I. Фотоаппараты // Общий курс фотографии / Т. П. Булдакова. — 3-е. — М.,: «Легпромбытиздат», 1987. — С. 32—41. — 256 с. — 50 000 экз.

Н. Д. Панфилов, А. А. Фомин. II. Классификация фотоаппаратов // Краткий справочник фотолюбителя. — М.,: «Искусство», 1985. — С. 71—82. — 367 с.

Определение цифровая камера общее значение и понятие. Что это такое цифровая камера

Понятие камеры может использоваться в разных контекстах. Сегодня мы останемся с его смыслом, поскольку машина использовалась для фотографирования. Цифровой, с другой стороны, может относиться к системе, которая работает как информация через дискретные сигналы, такие как буквы или цифры.

Цифровая камера — это фотоаппарат, который обращается к электронному датчику для сканирования изображений и сохранения их в памяти . Это отличает эти камеры от аналоговых камер.

Первые камеры с фотографиями прибегали к физико-химическому процессу для регистрации изображений. Они были записаны на рулоне или катушке, которая затем должна была пройти действие, известное как разработка, которое позволило запечатлеть фотографии на бумаге.

Цифровые камеры, с другой стороны, хранят фотографии в виде цифровых данных в памяти . Пользователь имеет возможность хранить изображения в одной камере или хранить их на другом цифровом оборудовании: компьютере (компьютере), USB-накопителе и т. Д. В любом случае, можно распечатать фотографии, чтобы они были на бумаге.

В целом, цифровые камеры позволяют записывать не только фотографии, но также видео и звуки . Качество генерируемых документов обычно измеряется в соответствии с количеством пикселей, хотя существуют и другие факторы, которые необходимо учитывать (например, чувствительность и размер датчика).

В дополнение ко всему вышесказанному, мы должны отметить, что если в последние годы цифровая камера стала фаворитом многих пользователей, это потому, что она обладает замечательным рядом преимуществ, таких как эти:
-Он имеет большой объем памяти, так что вы можете сохранить сотни фотографий.
— Это предполагает экономию в той мере, в какой это не требует частой покупки катушек, чтобы иметь возможность создавать моментальные снимки.
-В момент печати одного или нескольких изображений, которые хранятся в камере, гораздо проще, чем делать это с традиционной камерой. И это может быть перенесено на флэш-накопитель в фотомагазин, или они могут даже быть напечатаны дома с принтера.
— У него есть ряд действительно интересных функций, таких как устранение плохих фотографий, которые вам больше не нужны, просмотр на экране сделанных фотографий, и даже некоторые модели содержат небольшие редакторы. Это позволяет до определенной степени дотронуться до них, установить дату и время, когда они были взяты, вырезать их …
-Кроме того, цифровая камера включает в себя полезные системы, такие как автоматический запуск, серийная съемка …

Несмотря на длинный список преимуществ цифровых камер, не забывайте, что они также имеют свои аспекты против. Таким образом, мы можем подчеркнуть тот факт, что они вскоре устаревают, потому что технологии развиваются очень быстро или что они имеют более высокую цену, чем «традиционные».

Среди цифровых камер можно отметить веб-камеру, устройство, специально разработанное для работы с компьютером и проведения видеоконференций или прямых трансляций через Интернет.

Цифровой фотоаппарат — это… Что такое Цифровой фотоаппарат?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Цифровой фотоаппарат — это фотоаппарат, в котором для получения изображения используется массив полупроводниковых светочувствительных элементов, называемый матрицей, на которую изображение фокусируется с помощью системы линз объектива. Полученное изображение, в электронном виде сохраняется в виде файлов в памяти фотоаппарата или дополнительном носителе, вставляемом в фотоаппарат.

Первый цифровой фотоаппарат разработал в 1975 году инженер компании Истмен-Кодак Стивен Сассун (Steven Sasson) 0,1 Мп.

История

Большинство из нас воспринимают цифровой фотоаппарат как нечто само собой разумеющееся. А ведь ещё 15 лет назад такое устройство мог позволить себе только очень состоятельный человек, и было оно скорее признаком роскоши, чем технической необходимостью… Владельцам первых «цифровиков» приходилось нелегко. Нужно было носить с собой пятикилограммовые рюкзаки с аккумуляторами и жестким диском. С тех пор фотокамеры значительно уменьшились в размерах и стали куда более удобными — такими, какими мы их привыкли видеть.

Со времен появления фотоаппарата до выхода в свет его цифрового наследника прошло почти сто лет — именно столько времени потребовалось, чтобы найти способ записи изображений на цифровой носитель. Матрицы фотокамер в том виде, который используется сегодня, появились в конце 60-х годов. Изобретенный Вильямом Бойлем и Джорджем Смитом прибор с зарядовой связью стал первым шагом к современной технике. Однако массовое распространение цифровой фотографии и вытеснение ею пленки началось только в первой половине 2000-х годов.

В 1981 году компания Sony выпустила камеру MAVICA, но первой настоящей цифровой камерой по праву считается Dycam Model 1, известная также под именем Logitech FotoMan FM-1. Отснятые кадры MAVIKA записывала на обычные 3,5-дюймовые дискеты, которые тогда считались едва ли не последним достижением мира техники. Сейчас же найти компьютер, который бы их поддерживал, очень непросто. Единственное, что могло использоваться как в пленочных, так и в цифровых аппаратах — объективы. Принцип их работы при переходе от одного типа хранения информации к другому ничуть не изменился.

Не хватало для создания качественного и простого цифрового фотоаппарата и удобного, ёмкого носителя. Жесткие диски для этих целей не подходили из-за своей ненадежности и больших размеров — ведь предшественники HDD в то время тоже не отличались миниатюрностью. Лишь в 1994 году компания SanDisc создала стандарт CompactFlash, который с некоторыми доработками используется и сегодня. Несмотря на то, что к концу 90-х годов цифровые фотокамеры завоевали сердца большинства покупателей, профессиональные фотографы не стремились переходить на «цифру». Дело в том, что производители до 2001 года сосредотачивались в основном на компактных камерах, не затрагивая профессиональный рынок, для которого требовалось более высокое качество фотоаппаратов. Достигнуть его удалось лишь в 2001 году. Камера Dynax 7 Digital с шестимегапиксельной матрицей, выпущенная компанией Minolta, стала серьёзной заявкой на успех. Она обладала достаточными для опытных фотографов характеристиками и в меру компактными размерами. В этом же году к производству цифровых зеркальных фотокамер присоединились Canon и Nikon, а затем и Pentax. Как видим, на сегодняшний день у каждого крупного производителя фототехники имеется в наличии как минимум несколько зеркалок различных классов (любительские, полу-, профессиональные, полноформатные). Разобраться в этом многообразии зачастую очень непросто. Что же касается компактных камер, они тоже продолжают совершенствоваться — причем не столько по характеристикам матрицы (достигнутого уровня в 10—12 мегапикселей более чем достаточно для фотолюбителя), сколько по удобству использования. Производители оснащают свои устройства дополнительными функциями, превращающими простой фотоаппарат в «разумное» устройство, практически не требующее вмешательства в фотопроцесс со стороны владельца.^[1].